[发明专利]一种复合凝胶耐火电缆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于输配电线路器材领域，涉及一种电缆及其制备方法，尤其涉及一种复合凝胶耐火电缆及其制备方法。

背景技术

随着经济社会发展，电缆的耐火性能越来越受到重视。传统的氧化镁矿物电缆具有较好的耐火性能，但是其敷设安装极其不便，制约了其应用。如何制备耐火性能优异、安装敷设便利的耐火电缆意义重大。

在本发明完成之前，尚未见到用与本发明制备方法相同的耐火电缆产品，也未见到有与本发明相同的耐火电缆的制备方法在文献中有记载。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种复合凝胶耐火电缆以及复合凝胶耐火电缆的制备方法。

根据本发明的一方面，一种复合凝胶耐火电缆由金属导体、复合凝胶绝缘耐火层及无卤低烟护套组成。

根据本发明的实施例，所述复合凝胶绝缘耐火层由氧化铝纤维、纳米MgF₂颗粒以及复合MgO前驱体凝胶制得，所述氧化铝纤维长度为20μm-35μm，直径为0.4μm-0.7μm，的添加量为5.8％-15.2％；所述纳米MgF₂颗粒的平均粒径为22nm-25nm，按重量百分比得添加量为0.5％-1.5％；所述复合MgO前驱体凝胶由碱式碳酸镁(4MgCO₃·Mg(OH)₂·5H₂O)和柠檬酸(C₆H₈O₇)采用凝胶法复合制得，碱式碳酸镁与柠檬酸的重量比为2-4：1。

根据本发明的实施例，所述复合凝胶绝缘耐火层最高使用温度为1850℃-1950℃，所述复合凝胶绝缘耐火层在25℃时的等效热导率为0.055W/(m·k)-0.088W/(m·k)，所述复合凝胶绝缘耐火层的凝胶基体在380℃-420℃时能够形成氧化镁陶瓷，所述复合凝胶绝缘耐火层在1000℃时的等效热导率为8.181W/(m·k)-9.258W/(m·k)。

根据本发明的另一方面，一种复合凝胶耐火电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用铝合金或铜制得金属导体；

在20℃下，将柠檬酸和碱式碳酸镁按一定的重量比溶于去离子水中，进行1h的磁力搅拌，搅拌过程中将溶液的PH值保持在4.0；

将搅拌后的溶液加热至50℃，并在此温度下减压蒸发脱水，得到溶胶；

在所述溶胶中加入氧化铝纤维和纳米MgF₂颗粒，使得所述溶胶与所述氧化铝纤维以及纳米MgF₂颗粒进行复合，电磁搅拌50分钟，使得复合的溶胶以氧化铝纤维为骨架逐渐凝胶；

采用挤出机，在95-120℃温度和120Mpa的压力下，将复合的凝胶挤包在所述金属导体上，并使其经过老化处理箱和超临界干燥器进行在线老化处理和干燥处理。

在挤包有复合凝胶的金属导体外层包覆无卤低烟护套。

根据本发明的实施例，所述老化处理箱内温度为45℃，箱内充满自动更换的无水乙醇。

根据本发明的实施例，所述超临界干燥器内温度为2-3℃，所述超临界干燥器内充满无水乙醇，并通入液态CO₂进行溶剂置换，以去除凝胶内的水和乙醇。

根据本发明的实施例，所述复合凝胶耐火电缆的最小弯曲半径为所述复合凝胶耐火电缆直径的9-12倍。

本发明的实施例综合运用材料和创新性工艺制备复合凝胶绝缘耐火层，实现具有优异耐火性能的耐火电缆的制备。本发明所制备的复合凝胶耐火电缆的绝缘耐火层在常温时具有极好的柔韧性，显著改善了传统耐火电缆敷设安装和运输不方便的缺点；复合绝缘耐火凝胶具有极好的绝缘性能和耐火性能，在380℃-420℃时能形成氧化镁陶瓷，进一步提高其绝缘和耐火性能；凝胶基体与氧化铝纤维均匀复合，在常温和高温生成氧化镁陶瓷后均具有优异的力学性能。

与现有技术相比，本发明的实施例解决了传统耐火电缆安装不便的不足，根据本发明实施例的复合凝胶耐火电缆结构简单，耐火性能显著提高，从而使得电缆应用更安全。

具体实施方式

为使本发明技术方案和优点更加清楚，通过以下几个具体实施例对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

1、采用铝合金或铜制得金属导体。